專利名稱：具有音頻樣本滯后校正功能的音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種音頻樣本的滯后校正技術，其中根據(jù)節(jié)點的位置關系校正環(huán)形音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)中節(jié)點之間的樣本失配。
本發(fā)明還涉及一種環(huán)形音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)的技術，其中考慮系統(tǒng)中的發(fā)送延遲時間并校正音頻信號從節(jié)點的輸出時間，從而校正系統(tǒng)中的所有節(jié)點的相位差。
背景技術：
用于PA(例如演奏和音樂會)、音樂制作和專用廣播的音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)中的音頻信號通信的現(xiàn)有技術包括非專利文獻1中描述的CobraNet(注冊商標)、非專利文獻2中描述的SuperMAC(注冊商標)、和非專利文獻3中描述的EtherSound(注冊商標)。這些技術均為通過以太網(wǎng)傳輸音頻信號的技術。
http://www.balcom.co.jp/cobranet.htm[非專利文獻2]http://www.sonyoxford.co.uk/pub/supermac/[非專利文獻3]http://www.ethersound.com/news/getnews.php？enews_key＝101電話線網(wǎng)絡中所用的現(xiàn)有技術包括環(huán)形通信網(wǎng)，例如FDDI/令牌環(huán)(TokenRing)。在這種技術中，令牌(即，發(fā)送數(shù)據(jù)的權力)經(jīng)由連接成環(huán)的節(jié)點循環(huán)，以僅允許獲得該令牌的節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)。
人們可以考慮利用現(xiàn)有技術的環(huán)形通信網(wǎng)的音頻信號(音頻樣本數(shù)據(jù))發(fā)送技術。圖13示出環(huán)形音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)的實例。信號以節(jié)點1301→節(jié)點1302→節(jié)點1303→節(jié)點1302→節(jié)點1301的次序沿各節(jié)點往復地經(jīng)由節(jié)點循環(huán)。圖14示出相同環(huán)形音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)的另一實例。在該實例中，節(jié)點1401至1406以命名的次序物理地連接成環(huán)。從主節(jié)點1401發(fā)送的包在一個采樣周期(或時間)中以1401→1402→1403→1404→1405→1406的次序循環(huán)一次。在該包中分配多個信道(Ch)的音頻樣本數(shù)據(jù)的存儲區(qū)，并且各節(jié)點通過將數(shù)據(jù)加載在該包中的適當信道的存儲區(qū)中來發(fā)送數(shù)據(jù)。
但是，在如上所述的數(shù)據(jù)以環(huán)形方式發(fā)送的系統(tǒng)中，從節(jié)點1406提取相同采樣周期的樣本數(shù)據(jù)，而從節(jié)點1403提取不同采樣周期的樣本數(shù)據(jù)，其中在所述相同采樣周期中通過節(jié)點1404在循環(huán)包中存儲相應的樣本數(shù)據(jù)。這是因為，當存儲在節(jié)點1404中的樣本數(shù)據(jù)到達主節(jié)點1401時，該樣本數(shù)據(jù)被結合到在下一采樣周期中循環(huán)的包中，然后節(jié)點1403接收該包。通過這種方式，導致現(xiàn)有技術的環(huán)形音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)中的各節(jié)點之間樣本時間失配。通常，這種樣本失配幾乎不會導致問題。但是，多種專業(yè)音頻設備不允許這種樣本失配。
此外，在如上所述的數(shù)據(jù)以環(huán)形方式發(fā)送的現(xiàn)有技術的系統(tǒng)中，難以準確地匹配該系統(tǒng)的所有節(jié)點的音頻信號的輸出定時。具體地，只要該系統(tǒng)使用傳輸線，該系統(tǒng)就有通過所述傳輸線的信號發(fā)送延遲問題。各節(jié)點中的處理也導致延遲。通常，這種小的延遲幾乎不導致問題。然而，多種專業(yè)音頻設備甚至不允許這種小的時間延遲，因此甚至可能需要消除從所有節(jié)點輸出的音頻信號的相位差。例如，為了嚴格地設計和設置線性陣列揚聲器系統(tǒng)，可能需要甚至將這種小延遲考慮進去。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的是提供一種環(huán)形音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)的樣本失配校正技術，其中在包經(jīng)由各節(jié)點循環(huán)的同時執(zhí)行音頻樣本數(shù)據(jù)發(fā)送時，校正樣本失配以使在絕對時間輸入的各信號在相同的采樣周期(或時間)從所有節(jié)點輸出，而與各節(jié)點的位置關系無關。
本發(fā)明的第二目的是提供一種延遲校正技術，該技術在包經(jīng)由各節(jié)點循環(huán)的同時執(zhí)行音頻樣本數(shù)據(jù)發(fā)送時通過將非常小的延遲(例如傳輸線上的延遲)考慮進來，確保環(huán)形音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)能夠輸出無節(jié)點的任何相位差的音頻信號。
為了實現(xiàn)第一目的，本發(fā)明提供一種音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)，其使多個節(jié)點連接成環(huán)以允許數(shù)據(jù)的循環(huán)發(fā)送，并經(jīng)由所述多個節(jié)點的環(huán)在一個方向上執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送以在所述多個節(jié)點中的任何節(jié)點之間進行通信，其中所述多個節(jié)點中的一個節(jié)點為主節(jié)點，其它節(jié)點為從節(jié)點，其中所述主節(jié)點在每個采樣周期中定期發(fā)送幀數(shù)據(jù)包，以使所述包在所述采樣周期中經(jīng)由連接成環(huán)的所述多個節(jié)點循環(huán)，其中所述包設置有與多個信道相對應的包含音頻樣本數(shù)據(jù)的多個區(qū)，以及其中所述多個節(jié)點中的每個節(jié)點包括讀出裝置，用于從所述包的特定區(qū)中讀出音頻樣本數(shù)據(jù)，其中所述特定區(qū)與分配給所述節(jié)點的特定信道相對應，所述音頻樣本數(shù)據(jù)通過另一節(jié)點被寫入到所述特定區(qū)；存儲裝置，用于存儲分配給所述節(jié)點的信道的讀出音頻樣本數(shù)據(jù)，其中所述存儲裝置存儲在當前采樣周期中讀出的當前音頻樣本數(shù)據(jù)和在前一采樣周期中讀出的一先前音頻樣本數(shù)據(jù)；獲取裝置，用于獲取位置信息，其中所述位置信息指示將所分配信道的音頻樣本數(shù)據(jù)寫入到所述包中的所述另一節(jié)點沿所述包的數(shù)據(jù)流是位于所述節(jié)點的上游還是下游，其中所述包從所述主節(jié)點被發(fā)送，然后流經(jīng)各節(jié)點并返回至所述主節(jié)點；以及輸出裝置，用于輸出所述存儲裝置中存儲的、所分配信道的音頻樣本數(shù)據(jù)，其中如果將所分配信道的音頻樣本數(shù)據(jù)寫入到所述包中的所述另一節(jié)點是位于所述節(jié)點的上游，則所述輸出裝置從所述存儲裝置中輸出所分配信道的一先前音頻樣本數(shù)據(jù)，以及如果所述另一節(jié)點是位于所述節(jié)點的下游，則所述輸出裝置從所述存儲裝置中輸出分配信道的當前音頻樣本數(shù)據(jù)。
在一擴展方案中，所述存儲裝置存儲n+1個音頻樣本數(shù)據(jù)，所述n+1個音頻樣本數(shù)據(jù)的范圍為從在當前采樣周期中讀出的當前音頻樣本數(shù)據(jù)到在當前采樣周期之前的第1至n個采樣周期中讀出的先前音頻樣本數(shù)據(jù)，其中n為大于等于1的整數(shù)。如果將所分配信道的音頻樣本數(shù)據(jù)寫入到所述包中的所述另一節(jié)點是位于所述節(jié)點的上游，則所述輸出裝置輸出在當前采樣周期之前的第n個采樣周期中已經(jīng)存儲的、所分配信道的一先前音頻樣本數(shù)據(jù)；如果所述另一節(jié)點是位于所述節(jié)點下游，則所述輸出裝置輸出在當前采樣周期之前的第n-1個采樣周期中已經(jīng)存儲的、所分配信道的又一先前音頻樣本數(shù)據(jù)。
為了實現(xiàn)第二目的，本發(fā)明提供一種音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)，其使多個節(jié)點連接成環(huán)以允許數(shù)據(jù)的循環(huán)發(fā)送，并經(jīng)由所述多個節(jié)點的環(huán)在一個方向上執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送以在所述多個節(jié)點中的任何節(jié)點之間進行通信，其中所述多個節(jié)點中的一個節(jié)點為主節(jié)點，其它節(jié)點為從節(jié)點，其中所述主節(jié)點在每個采樣周期中定期發(fā)送幀數(shù)據(jù)包，以使所述包在所述采樣周期中經(jīng)由連接成環(huán)的所述多個節(jié)點循環(huán)，其中所述包設置有與多個信道相對應的包含音頻樣本數(shù)據(jù)的多個區(qū)，所述多個信道被分配給各節(jié)點以在各節(jié)點之間傳送所述音頻樣本數(shù)據(jù)，其中所述多個節(jié)點中的每個節(jié)點計算在所述節(jié)點接收所述包之后直到所述主節(jié)點接收所述包所經(jīng)過的校正時間，以及其中，當所述多個節(jié)點中的每個節(jié)點將所分配信道的音頻樣本數(shù)據(jù)輸出到外部設備時，所述節(jié)點在利用所述校正時間調(diào)整的輸出時間輸出所述音頻樣本數(shù)據(jù)。
在一具體方案中，本發(fā)明的音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)使多個節(jié)點連接成環(huán)以允許數(shù)據(jù)的循環(huán)發(fā)送，并經(jīng)由所述多個節(jié)點在一個方向上執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送以在所述多個節(jié)點中的任何節(jié)點之間進行通信，其中所述多個節(jié)點中的一個節(jié)點為主節(jié)點，其它節(jié)點為從節(jié)點，其中節(jié)點的環(huán)的構造如下所述多個從節(jié)點的第一部分在前向方向上連接成鏈，以在所述前向方向上從所述主節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，并且所述多個從節(jié)點的第一部分也在后向方向上連接成鏈，以在所述數(shù)據(jù)在到達所述前向方向的端部從節(jié)點并轉(zhuǎn)向之后，使得在所述后向方向上從所述前向方向的端部從節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)直到所述數(shù)據(jù)到達所述主節(jié)點為止；所述多個從節(jié)點的第二部分在后向方向上連接成鏈，以在所述后向方向上從所述主節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，并且所述多個從節(jié)點的第二部分也在前向方向上連接成鏈，以在所述數(shù)據(jù)在到達所述后向方向的端部從節(jié)點并轉(zhuǎn)向之后，使得在所述前向方向上從所述后向方向的端部從節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)直到所述數(shù)據(jù)到達所述主節(jié)點為止，其中所述主節(jié)點在每個采樣周期中定期發(fā)送幀數(shù)據(jù)包，以使所述包在所述采樣周期中經(jīng)由連接成環(huán)的所述多個節(jié)點循環(huán)，其中所述包設置有與分配給各節(jié)點的多個信道相對應的包含音頻樣本數(shù)據(jù)的多個區(qū)，其中所述主節(jié)點包括獲取裝置，用于獲取延遲信息，所述延遲信息包括總網(wǎng)絡延遲時間、前向側延遲時間和后向側延遲時間，其中在所述總網(wǎng)絡延遲時間期間所述包經(jīng)由所述多個節(jié)點的環(huán)循環(huán)然后返回至所述主節(jié)點，所述前向側延遲時間為所述包在所述前向方向上被發(fā)送之后直到所述包在所述后向方向上返回至所述主節(jié)點所經(jīng)過的時間，所述后向側延遲時間為所述包在所述后向方向上被發(fā)送之后直到所述包在所述前向方向上返回至所述主節(jié)點所經(jīng)過的時間；以及通知裝置，用于將包括所述總網(wǎng)絡延遲時間、前向側延遲時間和后向側延遲時間在內(nèi)的所獲取的延遲信息通知給所有從節(jié)點。其中每個從節(jié)點包括第一計算裝置，用于計算在所述前向方向上接收所述包的接收時間與在所述后向方向上接收所述包的另一接收時間之間的接收時間差；第二計算裝置，利用從所述主節(jié)點通知的延遲信息和所計算的接收時間差計算校正時間，所述校正時間為從所述節(jié)點接收所述包的時間到所述主節(jié)點接收所述包的另一時間所經(jīng)過的時間；讀出裝置，用于從所述包的特定區(qū)中讀出音頻樣本數(shù)據(jù)，其中所述特定區(qū)與所分配的信道相對應；存儲裝置，用于存儲所分配的信道的讀出音頻樣本數(shù)據(jù)；以及輸出裝置，用于在利用所述校正時間調(diào)整的適當輸出時間輸出所述存儲裝置中存儲的音頻樣本數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方案，能夠從同步環(huán)形音頻網(wǎng)絡中的各節(jié)點提取所有信道的相同采樣周期的數(shù)據(jù)，而與向其輸入數(shù)據(jù)的節(jié)點與從其輸出數(shù)據(jù)的節(jié)點的位置關系無關。
根據(jù)本發(fā)明的第二方案，即使在具有發(fā)送延遲的音頻網(wǎng)絡中，也能夠同時從各節(jié)點輸出音頻信號以及從所有節(jié)點輸出同相的音頻信號。因此，本發(fā)明適合應用于各節(jié)點的輸出音頻信號之間的相位差被認為嚴重的音頻系統(tǒng)(例如，線性陣列揚聲器系統(tǒng))。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)的模塊結構示意圖。
圖2為各節(jié)點的硬件結構示意圖。
圖3為音頻數(shù)據(jù)輸入例程的流程圖。
圖4為音頻數(shù)據(jù)輸出例程的流程圖。
圖5為主節(jié)點的延遲時間計算例程的流程圖。
圖6為從節(jié)點的延遲時間計算例程的流程圖。
圖7為從節(jié)點的音頻數(shù)據(jù)輸出例程的流程圖。
圖8示出樣本失配校正方法。
圖9示出延遲和發(fā)送/接收時間的定義。
圖10a、圖10b和圖10c示出通過主節(jié)點計算的延遲時間。
圖11示出通過從節(jié)點計算的延遲時間。
圖12示出各節(jié)點的校正時間計算的實例。
圖13示出環(huán)形音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)的實例。
圖14示出環(huán)形音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)的另一實例。
圖15a和圖15b示出出現(xiàn)樣本失配的實例。
具體實施例方式
以下參照

本發(fā)明的各實施例。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)的模塊結構。標號“101”至“104”代表四個節(jié)點，所述節(jié)點被連接以在如虛線151所示的環(huán)中循環(huán)包150。麥克風112通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)111連接至節(jié)點101。利用循環(huán)包150的信道，節(jié)點101可以將通過ADC 111輸入的音頻數(shù)據(jù)發(fā)送到另一節(jié)點。節(jié)點102連接至混頻器121。節(jié)點102可以從循環(huán)包150的信道中讀出音頻數(shù)據(jù)，并將該音頻數(shù)據(jù)發(fā)送到混頻器121?；祛l器121對所輸入的音頻數(shù)據(jù)進行各種信號處理，例如混合、音量調(diào)整、音效處理?；祛l器121將信號處理所產(chǎn)生的音頻數(shù)據(jù)輸入到節(jié)點102。然后利用循環(huán)包150的信道，節(jié)點102可以將輸入的音頻數(shù)據(jù)發(fā)送到另一節(jié)點。節(jié)點103通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)131連接至功率放大器132和揚聲器133。類似地，節(jié)點104通過DAC 141連接至功率放大器142和揚聲器143。節(jié)點103可以從循環(huán)包150的信道中讀出音頻數(shù)據(jù)，并通過DAC 131將該音頻數(shù)據(jù)發(fā)送到功率放大器132，然后通過揚聲器133輸出該音頻數(shù)據(jù)的聲音。節(jié)點104也是如此。
節(jié)點101至104中的每個節(jié)點均包括兩級緩沖器(緩沖器A和緩沖器B)。每個緩沖器存儲可由相應節(jié)點讀出的音頻數(shù)據(jù)。設置兩級緩沖器的目的是為了存儲各信道的前一個采樣周期的樣本數(shù)據(jù)以及最新的樣本數(shù)據(jù)。最近讀出的數(shù)據(jù)存儲在標有符號“A”的一個緩沖器(例如，110A)中，前一個采樣周期的樣本數(shù)據(jù)存儲在標有符號“B”的另一個緩沖器(例如，110B)中。
圖2示出各節(jié)點的硬件結構。每個節(jié)點包括中央處理單元(CPU)201、隨機存取存儲器(RAM)202、只讀存儲器(ROM)203、通信接口(I/F)204、音頻I/O(輸入/輸出接口)206和通信總線208。
CPU 201為控制節(jié)點的總體操作的處理單元。RAM 202為易失性存儲器，其用作由CPU 201執(zhí)行的程序的加載區(qū)，或者用作設定各種緩沖器的工作區(qū)。ROM 203為非易失性存儲器，其存儲由CPU 201執(zhí)行的各種程序、常數(shù)數(shù)據(jù)等。通信接口204連接至另一節(jié)點205(其為外部設備)。例如，雖然在圖2中示出作為一個區(qū)塊(block)的節(jié)點205，但由于節(jié)點102連接至節(jié)點103和節(jié)點101，因此節(jié)點102包括用于連接至節(jié)點103和節(jié)點101的多個通信接口204。音頻I/O 206為用于與諸如ADC、DAC、混頻器等的外部設備連接的接口。
以下說明本實施例的用于音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)的樣本失配校正方法或采樣周期滯后校正方法。圖8示出樣本失配校正方法或采樣周期滯后校正方法。節(jié)點A至D連接成環(huán)，以允許信號通過節(jié)點往復。節(jié)點B為主節(jié)點。主節(jié)點B在一個采樣周期的開始時間發(fā)送包。這里，假定節(jié)點A在循環(huán)包的信道Ch1中存儲數(shù)據(jù)，節(jié)點B在循環(huán)包的信道Ch2中存儲數(shù)據(jù)，節(jié)點C在循環(huán)包的信道Ch3中存儲數(shù)據(jù)，節(jié)點D在循環(huán)包的信道Ch4中存儲數(shù)據(jù)。還假定節(jié)點A至D中的每個節(jié)點讀出所有信道Ch1至Ch4的數(shù)據(jù)。標號“801”為在采樣周期“t-1”中已經(jīng)返回至主節(jié)點B的數(shù)據(jù)，并包含在采樣周期“t-1”中在各信道中設置的數(shù)據(jù)。當新的采樣周期“t”開始時，節(jié)點B將周期“t”的數(shù)據(jù)存儲在包的Ch2區(qū)中，并將該包作為包802發(fā)送到下一節(jié)點C。節(jié)點C接收該包作為包803，并將周期“t”的數(shù)據(jù)存儲在包的Ch3區(qū)中，然后將該包作為包804發(fā)送到下一節(jié)點D。節(jié)點D接收該包作為包805，并將周期“t”的數(shù)據(jù)存儲在包的Ch4區(qū)中，然后將該包作為包806發(fā)送到后向線路(backward line)的路徑中。該包在后向線路上無變化地通過節(jié)點C和節(jié)點B，如“807”和“808”所示。下一節(jié)點A接收該包作為包809，并將周期“t”的數(shù)據(jù)存儲在包的Ch1區(qū)中，然后將該包作為包810發(fā)送到下一節(jié)點B。主節(jié)點B接收該包作為包811，并進行等待直到下一采樣周期開始，然后執(zhí)行相同的過程。
每個節(jié)點包括緩沖器A和B，如圖1所示。例如，在主節(jié)點B中，由“822A”代表的一行(row)為緩沖器A，其存儲各信道的最新樣本數(shù)據(jù)；由“822B”代表的另一行(row)為緩沖器B，其存儲前一個采樣周期的各信道的樣本數(shù)據(jù)。其它節(jié)點也是如此。當發(fā)送包到下一節(jié)點時，節(jié)點A至D中的每個節(jié)點將該包的信道Ch1至Ch4的數(shù)據(jù)存儲在緩沖器A中。在這之前將存儲在緩沖器A中的數(shù)據(jù)復制到緩沖器B。在進行數(shù)據(jù)復制之后進行緩沖器A中的數(shù)據(jù)存儲。因而，節(jié)點A至D中的每個節(jié)點在其緩沖器中總是包含信道Ch1至Ch4中的每個信道的最新樣本和前一個采樣周期的樣本。
節(jié)點A至D中的每個節(jié)點在不導致樣本失配的情況下輸出緩沖器A和B中存儲的樣本數(shù)據(jù)，例如將該樣本數(shù)據(jù)傳送到混頻器或者通過放大器輸出該樣本數(shù)據(jù)的聲音。為了防止樣本失配，對于在沿數(shù)據(jù)(其以環(huán)形流經(jīng)各節(jié)點)流動方向上的各節(jié)點的上游節(jié)點(包括從主節(jié)點到緊鄰的前節(jié)點的節(jié)點范圍)進行寫入的信道，各節(jié)點輸出緩沖器B中存儲的前一個采樣周期的數(shù)據(jù)；而對于在各節(jié)點的下游節(jié)點(包括從緊鄰的后節(jié)點到緊鄰主節(jié)點的前節(jié)點的節(jié)點范圍)進行寫入的信道，各節(jié)點輸出緩沖器A中存儲的當前采樣周期的數(shù)據(jù)。在圖8所示的實例中，由于節(jié)點將當前采樣周期寫入的數(shù)據(jù)存儲在相應的信道中，然后將其與其它信道的數(shù)據(jù)一起寫入緩沖器A中，所以各節(jié)點輸出緩沖器B中的相應信道的數(shù)據(jù)。當然，各節(jié)點可以在將其接收的包存儲在緩沖器中之后更新用于在節(jié)點寫入的信道的數(shù)據(jù)。當以上述次序進行處理時，節(jié)點輸出來自緩沖器A的數(shù)據(jù)。在圖8中，由橢圓包圍的各項代表各節(jié)點根據(jù)上述規(guī)則輸出的樣本。由此，可以防止樣本的失配，并可以同時輸出周期“t-1”的樣本。
這里，假定在所有節(jié)點之間已經(jīng)共享各節(jié)點的連接位置信息和關于在各節(jié)點哪個信道用于寫入的信息。例如，當系統(tǒng)已經(jīng)啟動時，當改變各節(jié)點的從屬關系時，或者當改變用于在各節(jié)點向或從包寫入或讀出的信道設置時，各節(jié)點例如通過在主節(jié)點的初始時彼此交換控制數(shù)據(jù)來共享所述信息。
即，在音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)啟動時，主節(jié)點將至少代表音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)中各節(jié)點的連接位置以及分配給各節(jié)點的信道的控制信息通知給所有從節(jié)點。
圖3為音頻數(shù)據(jù)輸入例程的流程圖，該流程為各節(jié)點在接收經(jīng)由各節(jié)點循環(huán)的包時進行的過程。在步驟301，將用于在節(jié)點處輸入的信道的音頻數(shù)據(jù)輸入到該節(jié)點。在該過程中，例如，將來自麥克風112的音頻信號通過ADC 111輸入到圖1的節(jié)點101，或者將從混頻器121輸出的數(shù)字音頻信號輸入到節(jié)點102。在步驟302，通過用在步驟301中輸入的最新樣本重寫信道的數(shù)據(jù)，來更新所接收包中的信道的數(shù)據(jù)。在步驟303，節(jié)點丟棄其中已經(jīng)存儲前一采樣周期的樣本的緩沖器B中的信道的數(shù)據(jù)。在步驟304，用其中存儲當前采樣周期的樣本的緩沖器A的信道的數(shù)據(jù)重寫緩沖器B的信道的數(shù)據(jù)。在步驟305，用包的信道的數(shù)據(jù)重寫緩沖器A的信道的數(shù)據(jù)。當輸入多個信道的數(shù)據(jù)時，節(jié)點重復上述過程。通過步驟304中的重寫來自動地執(zhí)行步驟303中的數(shù)據(jù)丟棄。
如上所述，節(jié)點101通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器111連接至麥克風112，以使模數(shù)轉(zhuǎn)換器111將從麥克風112饋送的音頻信號轉(zhuǎn)換為音頻樣本數(shù)據(jù)；并且節(jié)點101將從模數(shù)轉(zhuǎn)換器111饋送的音頻樣本數(shù)據(jù)寫入到包150的區(qū)中，以將該音頻樣本數(shù)據(jù)發(fā)送到另一節(jié)點102。
圖4為音頻數(shù)據(jù)輸出例程的流程圖，其中各節(jié)點將緩沖器中接收的樣本數(shù)據(jù)輸出到外部設備。在該過程中，例如，圖1的節(jié)點102將樣本數(shù)據(jù)輸出到混頻器121或者節(jié)點103或104通過DAC和放大器輸出樣本數(shù)據(jù)的聲音。在步驟401，節(jié)點確定是否所有信道的輸出數(shù)據(jù)已經(jīng)被更新，其中所述輸出數(shù)據(jù)將從節(jié)點被輸出。該過程是為了確定是否待輸出的信道的所有樣本數(shù)據(jù)已經(jīng)被收集在特定工作區(qū)(用于輸出數(shù)據(jù))。如果所有數(shù)據(jù)還沒有被更新，則在步驟402，節(jié)點(即，當前節(jié)點)獲得其中存儲相應信道的樣本的相應節(jié)點的位置信息。在步驟403，當前節(jié)點確定相應節(jié)點是它的上游節(jié)點(即，在從主節(jié)點到當前節(jié)點緊鄰的前節(jié)點的范圍內(nèi)的一個節(jié)點)還是下游節(jié)點(即，從當前節(jié)點緊鄰的后節(jié)點到主節(jié)點緊鄰的前節(jié)點的范圍內(nèi)的一個節(jié)點)。如果相應節(jié)點為上游節(jié)點，則在步驟404，當前節(jié)點從用于前一個周期的緩沖器B中獲得相應信道的樣本數(shù)據(jù)。如果相應節(jié)點為下游節(jié)點，則在步驟405，當前節(jié)點從用于當前周期的緩沖器A中獲得相應信道的樣本數(shù)據(jù)。然后，在步驟406，節(jié)點用所獲得的數(shù)據(jù)更新輸出數(shù)據(jù)，并返回至步驟401。如果待輸出的所有信道的樣本數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)被收集在一起，則節(jié)點從步驟401前進到步驟407，并執(zhí)行下面將說明的音頻數(shù)據(jù)輸出時間校正處理。然后，在步驟408，節(jié)點將被設置為從節(jié)點輸出的信道的音頻數(shù)據(jù)輸出到特定的外部設備。
如上所述，一個節(jié)點102連接至混頻器121。節(jié)點102將所分配信道的音頻樣本數(shù)據(jù)輸出到混頻器121，以使混頻器121對從節(jié)點102發(fā)送的音頻樣本數(shù)據(jù)進行預定信號處理，并饋送已經(jīng)進行所述預定信號處理的音頻樣本數(shù)據(jù)。節(jié)點102包括更新裝置，更新裝置用于將從混頻器121饋送的音頻樣本數(shù)據(jù)寫入到包150的區(qū)中，以將音頻樣本數(shù)據(jù)發(fā)送到另一節(jié)點103。
節(jié)點103通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器131連接至揚聲器133的放大器132。節(jié)點103將所分配信道的音頻樣本數(shù)據(jù)輸出到數(shù)模轉(zhuǎn)換器131，以使數(shù)模轉(zhuǎn)換器131將所輸出的音頻樣本數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號，并且放大器132將用于驅(qū)動揚聲器133的模擬音頻信號放大。
在上述方式中，各節(jié)點執(zhí)行參照圖8描述的采樣周期滯后校正，同時輸出相同采樣周期的樣本。
盡管圖8中設置2級緩沖器，但是可以設置(n+1)級緩沖器，其中“n”為大于等于1的整數(shù)。在這種情況下，存儲n+1個音頻樣本數(shù)據(jù)，其包括從在當前采樣周期中讀出的樣本到在當前采樣周期之前的第n個采樣周期中讀出的樣本的樣本范圍。當包中的樣本將被從已經(jīng)接收到該包的當前節(jié)點輸出時，如果將該樣本結合到該包中的相應節(jié)點為當前節(jié)點的上游節(jié)點，則當前節(jié)點可以讀出并輸出當前采樣周期之前的第n個采樣周期(即從當前采樣周期倒數(shù)的第n個采樣周期)的相應樣本；如果相應節(jié)點為當前節(jié)點的下游節(jié)點，則當前節(jié)點可以讀出并輸出當前采樣周期之前的第n-1個采樣周期(即從當前采樣周期倒數(shù)的第n-1個采樣周期)的相應樣本。
以下將詳細說明步驟407的音頻數(shù)據(jù)輸出時間校正處理。上述樣本偏移校正可以基于樣本的輸出定時匹配。然而，由于通過將數(shù)據(jù)結合到通過環(huán)形網(wǎng)絡循環(huán)的包中來發(fā)送各信道的樣本數(shù)據(jù)，所以環(huán)形網(wǎng)絡上的節(jié)點之間的各傳輸路徑導致延遲。盡管這種延遲可能非常小從而可忽略不計，但是在專業(yè)音頻設備中即使這種小延遲也不能允許。進行音頻數(shù)據(jù)輸出時間校正處理，以校正由于傳輸路徑導致的延遲，從而非常準確地匹配來自節(jié)點的音頻信號的輸出定時。
以下為音頻數(shù)據(jù)輸出時間校正處理的詳細說明。以下的說明將參照具有如圖13所示的允許信號通過網(wǎng)絡往復的連接結構的網(wǎng)絡給出。也假定各節(jié)點在前向路徑上向/從包寫入/讀出數(shù)據(jù)，并且該包在后向路徑上僅通過各節(jié)點。在以下說明中，“t(a)”代表線路長度(line length)“a”的延遲時間，“TFT”和“TFR”代表節(jié)點901和902中的每個節(jié)點的前向側發(fā)送/接收時間，“TBT”和“TBR”代表后向側發(fā)送/接收時間，如圖9所示。此外，“總延遲”代表網(wǎng)絡的總延遲時間，“前向延遲”和“后向延遲”代表主節(jié)點的前向側和后向側的延遲時間，“節(jié)點(名)延遲”代表各節(jié)點的包接收時間之間的差異。換言之，“總延遲”為與包經(jīng)由網(wǎng)絡循環(huán)一次的時間段相對應的延遲時間?！扒跋蜓舆t”為與數(shù)據(jù)從主節(jié)點在其前向側被發(fā)送后直至主節(jié)點在其前向側接收數(shù)據(jù)所經(jīng)過的時間相對應的延遲時間?！昂笙蜓舆t”為與數(shù)據(jù)從主節(jié)點在其后向側被發(fā)送后直至主節(jié)點在其后向側接收數(shù)據(jù)所經(jīng)過的時間相對應的延遲時間。
術語“前向側”指在采樣周期開始時主節(jié)點開始發(fā)送包所在的主節(jié)點一側，術語“后向側”指相反側。在圖9中，右側為前向側，左側為后向側。圖10和11也是如此。
圖10a至圖10c示出通過主節(jié)點計算的延遲時間。圖10a示出一個實例，其中主節(jié)點1001設置在網(wǎng)絡的后向側末端，并且在主節(jié)點1001的內(nèi)部，主節(jié)點1001的后向側輸出直接連接至主節(jié)點1001的后向側輸入。圖10b示出一個實例，其中主節(jié)點1012連接在從節(jié)點1011和1013之間，從節(jié)點1011和1013分別連接至主節(jié)點1012的后向側輸入和輸出以及前向側輸入和輸出。圖10c示出一個實例，其中主節(jié)點1023設置在網(wǎng)絡的前向側末端，并且在主節(jié)點1023的內(nèi)部，主節(jié)點1023的前向側輸出直接連接至主節(jié)點1023的前向側輸入。如圖10a至圖10c所示，計算各實例的各延遲時間“總延遲”、“前向延遲”和“后向延遲”。盡管在這些實例中以三個節(jié)點為例示出延遲時間的計算，但是當連接更大數(shù)目的節(jié)點時，也以相同方式計算延遲時間。
如上所述，主節(jié)點根據(jù)用于連接各節(jié)點的線路長度“a”和“b”確定總網(wǎng)絡延遲時間、前向側延遲時間和后向側延遲時間。在主節(jié)點未連接有多個從節(jié)點的第一部分或第二部分情況下，主節(jié)點將前向側延遲時間或后向側延遲時間確定為0，如圖10a和10c所示。
圖11a至11f示出通過從節(jié)點計算的延遲時間。各從節(jié)點計算從節(jié)點的前向側和后向側的包數(shù)據(jù)接收時間之間的差值作為延遲時間。根據(jù)與主節(jié)點的位置關系可以采用不同的計算方法計算該延遲時間。例如，位于主節(jié)點1101的前向側的從節(jié)點1102和1103(命名為“S3”和“S4”)將延遲時間計算為“TFR-TBR”，如圖11d和11e所示。另一方面，位于主節(jié)點1101的后向側的從節(jié)點1104和1105(命名為“S1”和“S2”)將延遲時間計算為“TBR-TFR”，如圖11b和11c所示。在圖11a的連接實例中，主節(jié)點1101如圖11f所示計算延遲時間。
如上所述，端部從節(jié)點S1和S4將其接收時間差值計算為0，如圖11b和圖11e所示。
圖12a至12c示出各節(jié)點的校正時間的計算實例，其中該校正時間為節(jié)點在將樣本數(shù)據(jù)輸出到諸如混頻器或放大器之類的外部設備時將樣本數(shù)據(jù)的輸出時間延遲的時間。圖12a的水平軸代表經(jīng)過時間，沿垂直軸排列的符號“S1”、“S2”、“M”、“S3”和“S4”代表圖11a的主和從節(jié)點。圖12a的“M→S3→S4→S3→M→S2→S1→S2→M”中的箭頭表示在圖11a的網(wǎng)絡結構中包數(shù)據(jù)沿箭頭經(jīng)由各節(jié)點循環(huán)，其中向右的箭頭指示前向路徑，向左箭頭指示后向路徑?！?204”代表在包數(shù)據(jù)沿箭頭循環(huán)時各節(jié)點之間的延遲時間?！?201”代表總延遲，“1202”代表前向延遲，“1203”代表后向延遲。
圖12a的標號“1213”代表當從節(jié)點S3接收從主節(jié)點M發(fā)送的包時的定時。在接收該包時，節(jié)點S3執(zhí)行圖4的上述處理。類似地，節(jié)點S4在定時1214處執(zhí)行圖4的處理，節(jié)點S1在定時1211處執(zhí)行處理，節(jié)點S2在定時1212處執(zhí)行處理。如果各節(jié)點不執(zhí)行圖4的處理中的步驟407的輸出時間校正，則由于節(jié)點S3在定時1213處輸出音頻數(shù)據(jù)、節(jié)點S4在定時1214處輸出音頻數(shù)據(jù)等等，因此各節(jié)點在不同的定時處輸出音頻數(shù)據(jù)。因而，在本實施例中，各節(jié)點的定時1213、1214、1211和1212被延遲直到定時1210。定時1210是包返回至主節(jié)點時的定時。如果所有節(jié)點進行等待直到定時1210，則它們將相同采樣周期的樣本聚集在一起。通過同時輸出樣本，能夠非常準確地匹配來自各節(jié)點的音頻信號的輸出定時。將各節(jié)點接收包之后直至到達定時1210的各節(jié)點的延遲時間稱為校正時間。在圖12a中，“1221”至“1224”分別表示各節(jié)點的校正時間計算方法。
圖12b示出前向側從節(jié)點的校正時間計算方法。前向側從節(jié)點例如為節(jié)點S3和S4。節(jié)點S3和S4中的每個節(jié)點的校正時間基本上可以計算為如下時間在包通過該節(jié)點的后向側輸入(TBR)被輸入到該節(jié)點之后直到包返回到主節(jié)點所經(jīng)過的時間；因而該校正時間可以被計算為“總延遲-{(總延遲)-(后向延遲)-(節(jié)點(名)延遲)}/2”。該表達式可以被重新整理以獲得圖12b的表達式。通過將圖11f的公式代入到圖12b的表達式中獲得公式1223和1224。
圖12c示出后向側從節(jié)點的校正時間計算方法。后向側從節(jié)點例如為節(jié)點S1和S2。節(jié)點S1和S2中的每個節(jié)點的校正時間基本上也可以計算為如下時間在包通過該節(jié)點的后向側輸入(TBR)被輸入到該節(jié)點之后直到包返回到主節(jié)點所經(jīng)過的時間；因而該校正時間可以被計算為“{(總延遲)-(前向延遲)-(節(jié)點(名)延遲)}/2”。該表達式可以被重新整理以獲得圖12c的表達式。通過將圖11f的公式代入到圖12c的表達式中獲得公式1221和1222。
圖5為主節(jié)點的延遲時間計算例程的流程圖。在步驟501，主節(jié)點計算網(wǎng)絡的總延遲時間(總延遲)。在步驟502，主節(jié)點計算前向側延遲時間(前向延遲)。在步驟503，主節(jié)點計算后向側延遲時間(后向延遲)。在步驟504，主節(jié)點將計算結果通知所有節(jié)點。通過上述處理，主節(jié)點計算上面參照圖10所述的各延遲時間。
圖6為各從節(jié)點的延遲時間計算例程的流程圖。在步驟601，各從節(jié)點獲得總網(wǎng)絡、前向側和后向側延遲時間信息(總延遲、前向延遲和后向延遲)。在步驟602，確定節(jié)點是位于前向側還是后向側。如果節(jié)點位于前向側，則在步驟603節(jié)點獲得其包接收時間差值，并在步驟604利用圖12b的數(shù)學表達式計算校正時間。如果節(jié)點位于后向側，則在步驟605節(jié)點獲得其包接收時間差值，并在步驟606利用圖12c的數(shù)學表達式計算校正時間。
通過圖5和圖6中的處理，各節(jié)點可以計算上面參照圖10和圖11所述的它們的延遲時間。在開始音頻數(shù)據(jù)發(fā)送之前，從節(jié)點進行圖5和圖6中的處理，并計算其校正時間。
圖7為從節(jié)點的音頻數(shù)據(jù)輸出例程的流程圖。節(jié)點在圖4的步驟407執(zhí)行該過程。在步驟701，節(jié)點重新設置定時器，并在步驟702和步驟703進行等待直至定時器值超過節(jié)點在步驟604或步驟606計算的校正時間。如果定時器值超過該校正時間，則節(jié)點返回至圖4的處理。之后，節(jié)點在圖4的步驟408輸出音頻數(shù)據(jù)。以這種方式，各節(jié)點通過將音頻數(shù)據(jù)延遲如上參照圖12所述的節(jié)點的校正時間來輸出音頻數(shù)據(jù)，從而匹配所有節(jié)點的輸出定時。
盡管上述實施例以具有如圖13所示的連接關系的音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)為例，但是本發(fā)明可以適用于將多個節(jié)點連接成環(huán)以經(jīng)由節(jié)點來循環(huán)包的任何音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)。在這種情況下，各節(jié)點獲得從節(jié)點接收包時到主節(jié)點接收該包時所經(jīng)過的時間，并將該時間確定為校正時間。例如，當系統(tǒng)啟動時，它可以循環(huán)校正時間測量包，以使各節(jié)點獲得從節(jié)點接收包的時間到主節(jié)點接收該包的另一時間所經(jīng)過的時間作為校正時間。
最后，以下說明在各節(jié)點間產(chǎn)生的樣本的時間滯后的詳細機制。該說明的目的僅是為了有助于更好地評價本發(fā)明。圖15b示出環(huán)形音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中節(jié)點A至D以如圖13所示的使信號沿節(jié)點往復的方式連接。節(jié)點B為主節(jié)點。主節(jié)點B在一個采樣周期的開始時間發(fā)送包。
這里，如圖15a所示，假定節(jié)點A在循環(huán)包的信道Ch1中存儲數(shù)據(jù)，節(jié)點B在循環(huán)包的信道Ch2中存儲數(shù)據(jù)，節(jié)點C在循環(huán)包的信道Ch3中存儲數(shù)據(jù)，節(jié)點D在循環(huán)包的信道Ch4中存儲數(shù)據(jù)。還假定節(jié)點A至D中的每個節(jié)點讀出所有信道Ch1到Ch4的數(shù)據(jù)。標號“1501”為在采樣周期“t-1”中已經(jīng)返回至主節(jié)點B的數(shù)據(jù)，并且該數(shù)據(jù)包含在采樣周期“t-1”中設置在各信道中的數(shù)據(jù)。當新的采樣周期“t”開始時，節(jié)點B將周期“t”的數(shù)據(jù)存儲在包的Ch2區(qū)中，并將該包作為包1502發(fā)送到下一節(jié)點C。節(jié)點C接收該包作為包1503，并將周期“t”的數(shù)據(jù)存儲在包的Ch3區(qū)中，然后將該包作為包1504發(fā)送到下一節(jié)點D。節(jié)點D接收該包作為包1505，并將周期“t”的數(shù)據(jù)存儲在包的Ch4區(qū)中，然后將該包作為包1506發(fā)送到后向線路的路徑中。該包在后向線路上無變化地通過節(jié)點C和節(jié)點B，如“1507”和“1508”所示。下一節(jié)點A接收該包作為包1509，并在該包的Ch1區(qū)中存儲周期“t”的數(shù)據(jù)，然后將該包作為包1510發(fā)送到下一節(jié)點B。主節(jié)點B接收該包作為包1511，并進行等待直至下一采樣周期開始，然后執(zhí)行相同的過程。
在包以上述方式循環(huán)時，節(jié)點A至節(jié)點D分別讀出由橢圓包圍的包1510、1511、1504和1506的信道Ch1至Ch4的數(shù)據(jù)。在這種情況下，在主節(jié)點A和其緊鄰的前節(jié)點B獲得周期“t”的樣本時，在節(jié)點C和節(jié)點D中發(fā)生樣本失配。換言之，節(jié)點C和節(jié)點D中的每個節(jié)點讀出周期“t-1”的樣本和周期“t”的樣本的混合樣本。樣本失配由于以下原因而發(fā)生。在包從主節(jié)點開始經(jīng)由網(wǎng)絡上的節(jié)點循環(huán)的情況下，根據(jù)網(wǎng)絡上節(jié)點的排列(即，根據(jù)其中存儲數(shù)據(jù)的節(jié)點和從其提取數(shù)據(jù)的節(jié)點的位置關系)，在一個采樣周期中，在采樣周期“t”中存儲在節(jié)點中的數(shù)據(jù)可以從采樣周期“t”中的一個不同節(jié)點提取，而該數(shù)據(jù)在下一采樣周期可以從另一不同節(jié)點提取。
權利要求
1.一種音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)，其使多個節(jié)點連接成環(huán)以允許數(shù)據(jù)的循環(huán)發(fā)送，并經(jīng)由所述多個節(jié)點的環(huán)在一個方向上執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送以在所述多個節(jié)點中的任何節(jié)點之間進行通信，其中所述多個節(jié)點中的一個節(jié)點為主節(jié)點，其它節(jié)點為從節(jié)點，其中所述主節(jié)點在每個采樣周期中定期發(fā)送幀數(shù)據(jù)包，以使所述包在所述采樣周期中經(jīng)由連接成環(huán)的所述多個節(jié)點循環(huán)，其中所述包設置有與多個信道相對應的包含音頻樣本數(shù)據(jù)的多個區(qū)，以及其中所述多個節(jié)點中的每個節(jié)點包括讀出裝置，用于從所述包的特定區(qū)中讀出音頻樣本數(shù)據(jù)，其中所述特定區(qū)與分配給所述節(jié)點的特定信道相對應，所述音頻樣本數(shù)據(jù)通過另一節(jié)點被寫入到所述特定區(qū)；存儲裝置，用于存儲分配給所述節(jié)點的信道的讀出音頻樣本數(shù)據(jù)，其中所述存儲裝置存儲在當前采樣周期中讀出的當前音頻樣本數(shù)據(jù)和在前一采樣周期中讀出的一先前音頻樣本數(shù)據(jù)；獲取裝置，用于獲取位置信息，其中所述位置信息指示用于將所分配信道的音頻樣本數(shù)據(jù)寫入到所述包中的所述另一節(jié)點沿所述包的數(shù)據(jù)流是位于所述節(jié)點的上游還是下游，其中所述包從所述主節(jié)點被發(fā)送，然后流經(jīng)所述多個節(jié)點并返回至所述主節(jié)點；以及輸出裝置，用于輸出所述存儲裝置中存儲的、所分配信道的音頻樣本數(shù)據(jù)，其中如果用于將所分配信道的音頻樣本數(shù)據(jù)寫入到所述包中的所述另一節(jié)點是位于所述節(jié)點的上游，則所述輸出裝置從所述存儲裝置中輸出所分配信道的一先前音頻樣本數(shù)據(jù)；如果所述另一節(jié)點是位于所述節(jié)點的下游，則所述輸出裝置從所述存儲裝置中輸出所分配信道的當前音頻樣本數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中至少一個節(jié)點連接至混頻器，其中所述連接至混頻器的節(jié)點的輸出裝置將所分配信道的音頻樣本數(shù)據(jù)輸出到所述混頻器，以使所述混頻器對從所述連接至混頻器的節(jié)點發(fā)送的音頻樣本數(shù)據(jù)進行預定信號處理并饋送進行了所述預定信號處理后的音頻樣本數(shù)據(jù)，并且其中所述連接至混頻器的節(jié)點包括更新裝置，所述更新裝置用于將從所述混頻器饋送的音頻樣本數(shù)據(jù)寫入到所述包的區(qū)中以將所述音頻樣本數(shù)據(jù)發(fā)送到另一節(jié)點。
3.根據(jù)權利要求1所述的音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中至少一個節(jié)點通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接至揚聲器的放大器，并且其中所述連接至放大器的節(jié)點的輸出裝置將所分配信道的音頻樣本數(shù)據(jù)輸出到所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器，以使所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器將所輸出的音頻樣本數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號，并且所述放大器放大用于驅(qū)動所述揚聲器的所述模擬音頻信號。
4.根據(jù)權利要求1所述的音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中至少一個節(jié)點通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接至麥克風，以使所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器將從所述麥克風饋送的音頻信號轉(zhuǎn)換為音頻樣本數(shù)據(jù)，并且其中所述連接至麥克風的節(jié)點包括更新裝置，用于將從所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器饋送的音頻樣本數(shù)據(jù)寫入到所述包的區(qū)中以將所述音頻樣本數(shù)據(jù)發(fā)送到另一節(jié)點。
5.一種音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)，其使多個節(jié)點連接成環(huán)以允許數(shù)據(jù)的循環(huán)發(fā)送，并經(jīng)由所述多個節(jié)點的環(huán)在一個方向上執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送以在所述多個節(jié)點中的任何節(jié)點之間進行通信，其中所述多個節(jié)點中的一個節(jié)點為主節(jié)點，其它節(jié)點為從節(jié)點，其中所述主節(jié)點在每個采樣周期中定期發(fā)送幀數(shù)據(jù)包，以使所述包在所述采樣周期中經(jīng)由連接成環(huán)的所述多個節(jié)點循環(huán)，其中所述包設置有與多個信道相對應的包含音頻樣本數(shù)據(jù)的多個區(qū)，以及其中所述多個節(jié)點中的每個節(jié)點包括讀出裝置，用于從所述包的特定區(qū)中讀出音頻樣本數(shù)據(jù)，其中所述特定區(qū)與分配給所述節(jié)點的特定信道相對應，所述音頻樣本數(shù)據(jù)通過另一節(jié)點被寫入到所述特定區(qū)；存儲裝置，用于存儲分配給所述節(jié)點的信道的讀出音頻樣本數(shù)據(jù)，其中所述存儲裝置存儲n+1個音頻樣本數(shù)據(jù)，所述n+1個音頻樣本數(shù)據(jù)的范圍為從在當前采樣周期中讀出的當前音頻樣本數(shù)據(jù)到在當前采樣周期之前的第1至n個采樣周期中讀出的先前音頻樣本數(shù)據(jù)，其中n為大于等于1的整數(shù)；獲取裝置，用于獲取位置信息，其中所述位置信息指示將所分配信道的音頻樣本數(shù)據(jù)寫入到所述包中的所述另一節(jié)點沿所述包的數(shù)據(jù)流是位于所述節(jié)點的上游還是下游，其中所述包從所述主節(jié)點被發(fā)送，然后流經(jīng)所述多個節(jié)點并返回至所述主節(jié)點；以及輸出裝置，用于輸出所述存儲裝置中存儲的、所分配信道的音頻樣本數(shù)據(jù)，其中如果將所分配信道的音頻樣本數(shù)據(jù)寫入到所述包中的所述另一節(jié)點是位于所述節(jié)點的上游，則所述輸出裝置輸出在當前采樣周期之前的第n個采樣周期中已經(jīng)存儲的、所分配信道的一先前音頻樣本數(shù)據(jù)；如果所述另一節(jié)點是位于所述節(jié)點的下游，則所述輸出裝置輸出在當前采樣周期之前的第n-1個采樣周期中已經(jīng)存儲的、所分配信道的又一先前音頻樣本數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權利要求5所述的音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中至少一個節(jié)點連接至混頻器，其中所述連接至混頻器的節(jié)點的輸出裝置將所分配信道的音頻樣本數(shù)據(jù)輸出到所述混頻器，以使所述混頻器對從所述連接至混頻器的節(jié)點發(fā)送的音頻樣本數(shù)據(jù)進行預定信號處理并饋送進行了所述預定信號處理后的音頻樣本數(shù)據(jù)，并且其中所述連接至混頻器的節(jié)點包括更新裝置，所述更新裝置用于將從所述混頻器饋送的音頻樣本數(shù)據(jù)寫入到所述包的區(qū)中以將所述音頻樣本數(shù)據(jù)發(fā)送到另一節(jié)點。
7.根據(jù)權利要求5所述的音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中至少一個節(jié)點通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接至揚聲器的放大器，并且其中所述連接至放大器的節(jié)點的輸出裝置將所分配信道的音頻樣本數(shù)據(jù)輸出到所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器，以使所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器將所輸出的音頻樣本數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號，并且所述放大器放大用于驅(qū)動所述揚聲器的所述模擬音頻信號。
8.根據(jù)權利要求5所述的音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中至少一個節(jié)點通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接至麥克風，以使所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器將從所述麥克風饋送的音頻信號轉(zhuǎn)換為音頻樣本數(shù)據(jù)，并且其中所述連接至麥克風的節(jié)點包括更新裝置，所述更新裝置用于將從所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器饋送的音頻樣本數(shù)據(jù)寫入到所述包的區(qū)中以將所述音頻樣本數(shù)據(jù)發(fā)送到另一節(jié)點。
9.一種音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)，其使多個節(jié)點連接成環(huán)以允許數(shù)據(jù)的循環(huán)發(fā)送，并經(jīng)由所述多個節(jié)點在一個方向上執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送以在所述多個節(jié)點中的任何節(jié)點之間進行通信，其中所述多個節(jié)點中的一個節(jié)點為主節(jié)點，其它節(jié)點為從節(jié)點，其中所述主節(jié)點在每個采樣周期中定期發(fā)送幀數(shù)據(jù)包，以使所述包在所述采樣周期中經(jīng)由連接成環(huán)的所述多個節(jié)點循環(huán)，其中所述包設置有與多個信道相對應的包含音頻樣本數(shù)據(jù)的多個區(qū)，所述多個信道被分配給各節(jié)點以在各節(jié)點之間執(zhí)行所述音頻樣本數(shù)據(jù)的傳送，其中所述多個節(jié)點中的每個節(jié)點計算在其接收所述包之后直到所述主節(jié)點接收所述包所經(jīng)過的校正時間，以及其中，當所述多個節(jié)點中的每個節(jié)點將所分配信道的音頻樣本數(shù)據(jù)輸出到外部設備時，所述節(jié)點在利用所述校正時間調(diào)整的輸出時間輸出所述音頻樣本數(shù)據(jù)。
10.一種音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)，其使多個節(jié)點連接成環(huán)以允許數(shù)據(jù)的循環(huán)發(fā)送，并經(jīng)由所述多個節(jié)點在一個方向上執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送以在所述多個節(jié)點中的任何節(jié)點之間進行通信，其中所述多個節(jié)點中的一個節(jié)點為主節(jié)點，其它節(jié)點為多個從節(jié)點，其中所述多個節(jié)點的環(huán)的構造如下所述多個從節(jié)點的第一部分在前向方向上連接成鏈，以在所述前向方向上從所述主節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，并且所述多個從節(jié)點的第一部分也在后向方向上連接成鏈，以在所述數(shù)據(jù)到達所述前向方向的端部從節(jié)點并轉(zhuǎn)向之后，使得在所述后向方向上從所述前向方向的端部從節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)直到所述數(shù)據(jù)到達所述主節(jié)點為止；所述多個從節(jié)點的第二部分在后向方向上連接成鏈，以在所述后向方向上從所述主節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，并且所述多個從節(jié)點的第二部分也在前向方向上連接成鏈，以在所述數(shù)據(jù)在到達所述后向方向的端部從節(jié)點并轉(zhuǎn)向之后，使得在所述前向方向上從所述后向方向的端部從節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)直到所述數(shù)據(jù)到達所述主節(jié)點為止，其中所述主節(jié)點在每個采樣周期中定期發(fā)送幀數(shù)據(jù)包，以使所述包在所述采樣周期中經(jīng)由連接成環(huán)的所述多個節(jié)點循環(huán)，其中所述包設置有與多個信道相對應的包含音頻樣本數(shù)據(jù)的多個區(qū)，所述多個信道被分配給各節(jié)點，其中所述主節(jié)點包括獲取裝置，用于獲取延遲信息，所述延遲信息包括總網(wǎng)絡延遲時間、前向側延遲時間和后向側延遲時間，其中在所述總網(wǎng)絡延遲時間期間所述包經(jīng)由所述多個節(jié)點的環(huán)循環(huán)然后返回至所述主節(jié)點，所述前向側延遲時間為所述包在所述前向方向上被發(fā)送之后直到所述包在所述后向方向上返回至所述主節(jié)點所經(jīng)過的時間，所述后向側延遲時間為所述包在所述后向方向上被發(fā)送之后直到所述包在所述前向方向上返回至所述主節(jié)點所經(jīng)過的時間；以及通知裝置，用于將包括所述總網(wǎng)絡延遲時間、前向側延遲時間和后向側延遲時間在內(nèi)的所獲取的延遲信息通知給所有從節(jié)點，其中所述多個從節(jié)點中的每個從節(jié)點包括第一計算裝置，用于計算在所述前向方向上接收所述包的接收時間與在所述后向方向上接收所述包的另一接收時間之間的接收時間差；第二計算裝置，利用從所述主節(jié)點通知的延遲信息和所計算的接收時間差計算校正時間，所述校正時間為從所述節(jié)點接收所述包的時間到所述主節(jié)點接收所述包的另一時間所經(jīng)過的時間；讀出裝置，用于從所述包的特定區(qū)中讀出音頻樣本數(shù)據(jù)，其中所述特定區(qū)與所分配的信道相對應；存儲裝置，用于存儲所分配信道的讀出音頻樣本數(shù)據(jù)；以及輸出裝置，用于在利用所述校正時間調(diào)整的適當?shù)妮敵鰰r間輸出所述存儲裝置中存儲的音頻樣本數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權利要求10所述的音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中所述主節(jié)點的獲取裝置根據(jù)連接所述多個節(jié)點的線路長度確定所述總網(wǎng)絡延遲時間、所述前向側延遲時間和所述后向側延遲時間。
12.根據(jù)權利要求11所述的音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中所述主節(jié)點的獲取裝置在所述多個從節(jié)點的第一部分或第二部分未連接至所述主節(jié)點的情況下將所述前向側延遲時間和所述后向側延遲時間的其中之一確定為0。
13.根據(jù)權利要求10所述的音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中所述端部從節(jié)點的第一計算裝置將所述接收時間差計算為0。
14.根據(jù)權利要求10所述的音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中所述主節(jié)點的通知裝置在所述音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)啟動時將控制信息通知給所有從節(jié)點，所述控制信息至少表示各節(jié)點在所述音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)中的連接位置和分配給各節(jié)點的信道。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有音頻樣本滯后校正功能的音頻網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中多個節(jié)點連接成環(huán)形式，主節(jié)點在每個采樣周期中定期發(fā)送幀數(shù)據(jù)包，以使包在采樣周期中經(jīng)由多個節(jié)點循環(huán)。所述包設置有與多個信道相對應的包含音頻樣本數(shù)據(jù)的多個區(qū)。第一節(jié)點從所述包的特定區(qū)中讀出音頻樣本數(shù)據(jù)并將所讀出的音頻樣本數(shù)據(jù)存儲在緩沖器中，其中所述特定區(qū)與分配給所述第一節(jié)點的特定信道相對應。第一節(jié)點獲取位置信息，該信息指示將音頻樣本數(shù)據(jù)寫入到特定區(qū)中的第二節(jié)點是位于第一節(jié)點的上游還是下游。如果第二節(jié)點是位于第一節(jié)點的上游，則第一節(jié)點從所述緩沖器中讀出并輸出一先前音頻樣本數(shù)據(jù)；如果第二節(jié)點是位于第一節(jié)點的下游，則輸出當前音頻樣本數(shù)據(jù)。
文檔編號H04L12/423GK101046954SQ20071009141
公開日2007年10月3日 申請日期2007年3月28日 優(yōu)先權日2006年3月28日
發(fā)明者中山圭 申請人:雅馬哈株式會社